Ny avancerad reningsteknik förbättrar avloppsvattenkvalitet

I en ny avhandling från Företagsforskarskolan har Majid Mustafa studerat en avancerad oxidationsprocess som kallas elektroperoxon. Med denna metod uppnår man en avsevärt bättre reningseffekt på avloppsvatten än med ozonering. Majid försvarar sin avhandling vid Umeå universitet den 3 december.

Runt om i världen ökar användningen av ozonering för att avlägsna organiska föroreningar i avloppsvatten, vilka reningsverken normalt inte kan hantera. Emellertid har metoden begränsningar och kan inte rena bort allt.

– Vi behöver en behandlingsprocess som kan förbättra avloppsvattnets kvalitet genom att ta bort alla typer av mikroföroreningar, inklusive de mest svårnedbrytbara ämnena, säger Majid Mustafa, doktorand vid Företagsforskarskolan och Kemiska institutionen vid Umeå universitet.

Avlägsnande av strukturellt olika organiska föroreningar som finns i avloppsvatten såsom läkemedelsrester, biocider och andra vardags kemikalier är utmanande. Bland de olika tillgängliga behandlingsprocesser kan ozonering ta bort ett stort antal föroreningar från avloppsvattnet. Många föroreningar är emellertid beständiga mot ozonering på grund av deras specifika kemiska egenskaper och kommer att släppas ut i miljön om denna metod används för behandling av avloppsvatten.

En annan utmaning är att identifiera vilka substanser som ozon inte klarar av att bryta ner bland det stora antal kemikalier som kommer in i avloppssystemet. Detta för att fullt ut förstå problemet i samband med användning av ozonering i avloppsreningsverk.

Under senare år har förekomsten av nya typer av mikroföroreningar i avloppsvatten uppmärksammats som ett potentiellt hot inte bara mot vattensystem utan också för människor på grund av föroreningarnas potentiella giftighet och potential att till exempel inducera antibiotikaresistens. Konventionell avloppsvattenrening är inte avsedd för denna typ av rening och således finns ett brådskande behov för nya effektiva processer för avlägsnande av mikroföroreningar för att förbättra kvaliteten på behandlat avloppsvatten.

I sitt avhandlingsarbete har Majid Mustafa studerat och utvecklat en process som kallas elektroperoxon och skalat upp denna process till pilotnivå med avsevärt ökad behandlingskapacitet.

– Mina resultat visar att elektroperoxonprocessen kan påskynda och förbättra avlägsnandet av svårnedbrytbara föroreningar utan att konsumera ytterligare elektrisk energi. Detta innebär att elektroperoxon kan förbättra kvaliteten på renat avloppsvatten avsevärt.

Dessutom har Majid Mustafa utvecklat en beräkningsmodell för att förutsäga ozonreaktiviteten för 491 läkemedel som finns på den svenska marknaden. Resultaten visar att ett stort antal läkemedel är beständiga för ozonering vilket hittills inte varit känt. elektroperoxonprocessen kommer att förbättra avlägsnandet av inte bara dessa svårnedbrytbara läkemedel utan utan även andra klassiska grupper av kemiskt stabila föroreningar.

– En stor fördel med elektroperoxonprocessen är att ozonering enkelt kan byggas om till ett elektroperoxonsteg genom att man sätter in två elektroder i ozoneringsreaktorn. Detta innebär att befintliga ozoneringssystem vid reningsverk kan uppgraderas till E-peroxonprocess utan större investering av pengar, säger Majid Mustafa.

Resultaten är lovande och ger hopp om ett steg i rätt riktning. Majid Mustafas externa part i doktorandprojektet har varit Envix Nord AB i Umeå och Majid kommer att fortsätta utveckla elektroperoxonprocessen för olika applikationer i en ny roll vid företaget.

Läs hela avhandlingen

Pressbild. Foto: Ingrid Söderbergh

Om Företagsforskarskolan:

Företagsforskarskolan vid Umeå universitet bygger på samverkan mellan universitet, forskare och företag eller organisation och syftar till att förena vetenskaplig excellens med nytta för samhället och den organisation som samarbetar. Tillsammans byggs ett långsiktigt samarbete kring ett problem som behöver utforskas och doktoranden får också ett skräddarsytt akademiskt kurspaket. Forskarskolan är öppen för alla forskningsområden och doktoranden har sin anställning vid Umeå universitet.

www.umu.se/foretagsforskarskolan

Om avhandlingen:

Torsdagen den 3 december 2020 försvarar Majid Mustafa, Företagsforskarskolan och Kemiska institutionen vid Umeå universitet, sin avhandling med titeln: Removal of micropollutants from wastewater- Evaluation of effect of upgrading ozonation to electro-peroxone.

Disputationen äger rum klockan 10.00 i Glasburen, i KBC-huset, Umeå universitet. Publik kan vara med via Zoom eller i Stora fokusrummet, KBC-huset.

Fakultetsopponent är professor Dr Santiago Esplugas, University of Barcelona i Spanien.

För mer information, kontakta gärna:

Majid Mustafa, Företagsforskarskolan, Kemiska institutionen vid Umeå universitet
E-post: majid.mustafa@envix.se
Mobil: 076-414 17 49